Question

【题目】铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题:

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是___。

(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是______________。

A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+

(3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题:

①操作Ⅰ的名称是____，操作Ⅱ的名称是____。②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式________________。

(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。

a.称取2.850 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；

b.量取25.00 mL待测溶液放入锥形瓶中；

c.用硫酸酸化的0.01000 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。

①达到滴定终点时的现象____。

②某同学设计的下列滴定方式,最合理的是____。(夹持部分略去)(填字母序号)

③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为____。

Answer 1

【答案】Fe2+、Fe3+、H+ BC 过滤 洗涤 4FeCO3+ O22Fe2O3+4CO2 当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由浅绿色变成粉红色，且半分钟内颜色不再改变 b 97.5%

【解析】

(1)X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁，Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+

故答案为：Fe2+、Fe3+、H+；

(2)加入过量的NaOH溶液后，Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为沉淀，铝与氢氧化钠反应最终生成偏铝酸钠留在滤液中，灼烧将亚铁转化为三价铁，灼烧后的固体投入过量的稀盐酸，溶液中存在Mg2+、Fe3+、Cu2+，则所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Fe2+、Al3+，故答案为：BC；

(3)由制备流程可知，碳酸钠水解显碱性，可促进油污的水解，加稀硫酸除去碳酸钠，且溶解Fe，操作I为过滤，滤液中含Fe2+，与碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀，操作II为洗涤，然后干燥、灼烧得到氧化铁。

①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过滤的方法；FeCO3沉淀会附着其它离子，需要进行洗涤，减少杂质，

故答案为：过滤；洗涤；

②在空气中煅烧FeCO3，氧气将亚铁氧化为三价铁，化学方程式为：4FeCO3+ O22Fe2O3+4CO2

故答案为：4FeCO3+ O22Fe2O3+4CO2；

(4) ①用氧化性的酸性高锰酸钾（紫红色）滴定具有还原性的硫酸亚铁（浅绿色），发生氧化还原反应，亚铁离子转变为三价铁离子达到滴定终点时的现象：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由浅绿色变成粉红色，且半分钟内颜色不再改变。

答案为：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由浅绿色变成粉红色，且半分钟内颜色不再改变。

②酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管，

故答案为：b

③n（MnO4-）=0.01000mol/L×0.02L=2×10-4mol，则由5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知n（Fe2+）=5×2×10-4mol=1×10-3mol，

所以250mL溶液中含有知n（Fe2+）=1×10-2mol，

则m（FeSO47H2O）=278g/mol×1×10-2mol=2.780 g，

样品中FeSO47H2O的质量分数为×100%=97.5%；
故答案为：97.5%。